вход Вход Регистрация



Отличительной особенностью однонаправленных движений в двухфазных системах есть то, что они в большинстве случаев двигаются не как одно целое, а одна фаза движется относительно другой; причем фаза, которая имеет большой удельный вес, движется медленее, тормозя движения легкой фазы. Существует несколько видов движения таких систем в зависимости от массовой скорости каждой фазы, а также от горизонтального или вертикального направления их движения. Однако для горизонтально и вертикально направленных потоков могут быть одинаковые виды движения.

На рис. 2.1 представленные виды движения для горизонтально и вертикально направленных воздушно-жидкостных потоков. Установленные следующие режимы движения потоков.

1. Пузырьковый режим I. В этом режиме воздуха движется в жидкости в виде отдельных пузырьков со скоростью, которая превышает скорость жидкости. Такой режим может возникнуть, например, когда при постоянной скорости жидкости у нее вводится относительно небольшое количество воздуха, который разбивается на маленькие пузырьки.

 

Рис. 2.1 - Виды движения однонаправленных двухфазных систем

 

2. Пробковый режим II. В этом режиме пузырьки объединяются у своего рода воздушные пробки, которые напоминают по своей форме снаряды с головкой параболического контура. Таким образом, по трубе двигаются те, что чередуются один за одним воздушные и жидкостные пробки, причем последние содержат включение из воздушных пузырьков.

3. Кольцевой режим III. Воздух движется по центру, а жидкость, которая пронизывается воздушными пузырьками, - по стенкам.

4. Режим емульгирование, или емульсионный режим IV. Достигши значительных массовых скоростей воздуха воздуха становится сплошной фазой, а жидкость дисперсируется в нем. При этом система движется в виде мелких пузырьков воздуха, представляя воздушно-жидкостную эмульсию.

Приведенная классификация режимов дает наиболее типичные формы хода воздушно - жидкостных смесей, однако могут встречаться и переходные виды движения: стержневое, полукольцевое, пленочно-емульсивное, капельное и др [61].

I - пузырьковый режим; II - пробковый режим;

III - кольцевой режим; IV - емульсионный режим.

 

Рис.2.2 - Изменение (DP/l) в-же и удерживающей способности в разных режимах при однонаправленном вертикальном движении двухфазной системы:

 

где Vг-Объемная нагрузка по воздуху; q - объемная частица воздуху для разных режимов при однонаправленному вертикальному движении при постоянной скорости жидкости (~0,62 м/с). Как вытекает из рис. 2.2, только в режиме эмульгирования (режим IV) наблюдается одинаковый или во всяком случае близкий характер изменения разных количественных характеристик двухфазного потока, который находится согласно прежде рассмотренных особенностей движения двухфазных систем [62].

На рис. 2.2 представленные изменения перепада давки в двухфазной системе (DP/l) в-же и удерживающей способности jR через соотношение

 

. (2.46)

 

Как безразмерный комплекс, который определяет переход с одного режима хода системы в другой, для вертикальных труб может быть взято, например, так называемое число Фруда для смеси:

 

(2.47)

 

(2.48)

 

где uже, uВ - объемные скорости жидкости и воздух, м 3/с;

dт - внутренний диаметр трубы, г.

Функцией числа Фруда будет так называемое объемное воздушное содержимое:

 

(2.49)

 

Было установлено, что для границы между пузырьковым и пробковым режимами ( между I и II) справедливая зависимость

 

(2.50)

 

Для границы между II и III режимами

 

(2.51)

 

Для границы между Ш и IV режимами

 

(2.52)

 

 

Рис.2.3 - Зависимость ( от Ф.

 

yuu - обе фазы двигаются ламинарно; ytu - воздух движется турбулентность, жидкость ламинарно или наоборот; yut,ytt - воздух и жидкость двигаются турбулентность.

На рис. 2.3 представленное изменение отношения перепада давки в двухфазном потоке (DP/l) в-же к перепаду давки в однофазном потоке соответственно для воздушной фазы

 

(2.53)

 

или редкой фазы

. (2.54)

 

при условии, если воздух или жидкость двигалась при тех же скоростях, температуре и давке, которая в двухфазном потоке.

Перепад давки в двухфазном однонаправленном потоке можно определить через видоизмененный фактор Ф, который может быть выраженный таким образом:

 

(2.55)

или

, (2.56)

 

где показатели m, n и с зависят от того, в каком режиме двигаются фазы. Заранее рассчитываются числа Рейнольдса для каждой фазы и по уравнению сопротивления для однофазного потока определяются раздельно DРв и DРж. Определивши таким образом параметр ФIV по (2.55), с помощью черт. 2.3 определяют ( для каждой фазы, откуда исчисляется перепад давки в двухфазном потоке:

 

(2.57)

 

. (2.58)

 

Для определения перепада давки при однонаправленном движении воздушно-водных смесей в шершавых горизонтальных трубах можно воспользоваться уравнением

 

(2.59)

 

где D Pв-Же - перепад давки в двухфазном потоке;

DPж - перепад давки при движении только жидкости;

с, m - постоянные, определяемые опытным путем.

Перепад давки в двухфазном потоке на входе в канал (вертикальную трубу) можно рассчитать по уравнению

 

(2.60)

 

Столб жидкости захватывается воздушным потоком и ускоряется в зоне расширения воздушной струи до одного или двух диаметров [13].

Случайная статья

5. Образцовые средства измерительной техники

Передача размеров единиц физических величин от эталонов рабочим средствам измерений проводится с помощью образцовых средств измерительной техники, точность которых значительно выше,...
© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру